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[摘 要]介绍西安地铁1号线车辆运行的基本情况,重点介绍了牵引系统构成和控制系统。结果表明车辆牵引系统设备集成度高,牵引系统性能满足设计要求。
[关键词]西安地铁1号线;牵引系统;牵引控制单元
中图分类号:TP273 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)14-0049-01
0 引言
随着城市规模及人口的迅猛发展,城市交通问题日益突出。西安作为西北五省之首,对于轨道交通牵引装备的需求也越来越大。西安地铁1号线的运行区间是从后卫寨到纺织城,采用6輛编组列车。本文对西安1号线车辆的控制系统进行介绍。
1 车辆的主要参数
供电电压: DC1500V(DC1000~1800V)
列车编组: 6辆编组:Tc-Mp-M-T-Mp-Tc(3动3拖)
Tc: 有司机室拖车 Mp : 无司机室动车(带受电弓)
M: 无司机室动车(不带受电弓)
轮径: 840/805/770mm(新/半磨耗/全磨耗)
齿轮传动比: 7.54
在超员AW3工况、平直道、车轮半磨耗、网压1500V时,
平均启动加速度(0-40km/h) ≥0.9 m/s2
平均加速度(0-80km/h) ≥0.6m/s2
最高运行速度: 80 km/h
列车构造速度: 90 km/h
2 牵引系统主电路及主要设备
牵引系统主电路如图1所示。
牵引系统主要设备包括:受电弓;避雷器;高压箱(主隔离开关、高速断路器、充电电阻);滤波电抗器;制动电阻;牵引逆变器;牵引电机等。下面就部件作简要介绍。
①受电弓:它是轨道交通电动车辆从架空接触网获取电流的装置,能在各种工况下与架空接触网都具有良好的接触状态和稳定性;避雷器:它是在直流线路中发生雷电冲击过电压时用于保护车辆上搭载的装置,安装在车辆顶部。
②高压箱:高压箱包括主隔离开关、高速断路器、充电电阻等。主隔离开关是安装在高压回路的电源侧的部件,主要用于主电路的隔离和保护。高速断路器用于检测主电路过电流,但出现故障时快速断开电流的保护断路器。
③滤波电抗器:滤波电抗器与直流回路支撑电容器组成滤波单元。用来限制直流侧滤波单元的电压、电流波动,阻止供电的瞬时突变,保护电器设备。
④制动电阻器:当车辆在制动工况下,在再生负载较小的情况下能够吸收再生能量,保证车辆的稳定运行。
⑤牵引逆变器:VVVF逆变器是将直流电源转变为电压频率可控的三相电源,把三相逆变电路与制动斩波器集成为一体,控制4台牵引电动机。采用两电平三相逆变器控制方式,冷却方式采用热管散热的自然风冷。
⑥牵引电机:采用3相鼠笼形异步电机,牵引电机为双轴承支撑,架承式转向架安装方式,由牵引逆变器控制供电。
3 牵引控制单元
牵引控制单元(DCU)采用无速度传感器矢量控制,主要对VVVF逆变器和牵引电机进行控制保护。牵引控制单元将列车控制的给定指令和控制指令转换成VVVF逆变器的控制信号,进行列车速度调节,逆变器脉冲模式产生,空转/滑行保护控制和故障诊断功能等。
3.1牵引控制单元概述
牵引控制单元由稳压电源、BIO基板、BUF基板、PWM基板构成。
3.2牵引控制单元(DCU)控制功能
DCU主要控制功能包括:
1) 对牵引系统的逻辑控制;
2) 列车速度调节、保护、逆变器脉冲模式的产生;
3) 对VVVF逆变器和牵引电机的控制及保护;
4) 电制动控制,对电制动进行调整、保护和逆变器脉冲模式的产生;
5) 粘着利用及空转/滑行保护控制;
6) 列车加减速冲击限制保护;
7) 故障诊断和记录功能。
牵引控制单元(DCU)标准监测图如图2所示。
4 结语
随着社会的飞速发展,对城市轨道交通车辆提出越来越高的要求,西安地铁 1 号线车辆采用设备集成度高、设计理念先进的牵引系统,研究该车辆电气牵引系统的性能和控制系统对以后车辆投入到实际运营具有较好的参考价值和使用指导,推动了城市轨道交通的发展。
参考文献
[1]冯江华,陈高华.大功率交流传动系统[J]. 机车电传动,2003(5):44-50
[2]王娟,谢谦,黄宪. 地铁车辆国产化探讨[J]. 铁道车辆,2003,41(8):25-28
[3]陈文光,丁荣军. 国产化北京地铁列车牵引电传动系统设计[J]. 机车电传动,2006(4):31-36
[关键词]西安地铁1号线;牵引系统;牵引控制单元
中图分类号:TP273 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)14-0049-01
0 引言
随着城市规模及人口的迅猛发展,城市交通问题日益突出。西安作为西北五省之首,对于轨道交通牵引装备的需求也越来越大。西安地铁1号线的运行区间是从后卫寨到纺织城,采用6輛编组列车。本文对西安1号线车辆的控制系统进行介绍。
1 车辆的主要参数
供电电压: DC1500V(DC1000~1800V)
列车编组: 6辆编组:Tc-Mp-M-T-Mp-Tc(3动3拖)
Tc: 有司机室拖车 Mp : 无司机室动车(带受电弓)
M: 无司机室动车(不带受电弓)
轮径: 840/805/770mm(新/半磨耗/全磨耗)
齿轮传动比: 7.54
在超员AW3工况、平直道、车轮半磨耗、网压1500V时,
平均启动加速度(0-40km/h) ≥0.9 m/s2
平均加速度(0-80km/h) ≥0.6m/s2
最高运行速度: 80 km/h
列车构造速度: 90 km/h
2 牵引系统主电路及主要设备
牵引系统主电路如图1所示。
牵引系统主要设备包括:受电弓;避雷器;高压箱(主隔离开关、高速断路器、充电电阻);滤波电抗器;制动电阻;牵引逆变器;牵引电机等。下面就部件作简要介绍。
①受电弓:它是轨道交通电动车辆从架空接触网获取电流的装置,能在各种工况下与架空接触网都具有良好的接触状态和稳定性;避雷器:它是在直流线路中发生雷电冲击过电压时用于保护车辆上搭载的装置,安装在车辆顶部。
②高压箱:高压箱包括主隔离开关、高速断路器、充电电阻等。主隔离开关是安装在高压回路的电源侧的部件,主要用于主电路的隔离和保护。高速断路器用于检测主电路过电流,但出现故障时快速断开电流的保护断路器。
③滤波电抗器:滤波电抗器与直流回路支撑电容器组成滤波单元。用来限制直流侧滤波单元的电压、电流波动,阻止供电的瞬时突变,保护电器设备。
④制动电阻器:当车辆在制动工况下,在再生负载较小的情况下能够吸收再生能量,保证车辆的稳定运行。
⑤牵引逆变器:VVVF逆变器是将直流电源转变为电压频率可控的三相电源,把三相逆变电路与制动斩波器集成为一体,控制4台牵引电动机。采用两电平三相逆变器控制方式,冷却方式采用热管散热的自然风冷。
⑥牵引电机:采用3相鼠笼形异步电机,牵引电机为双轴承支撑,架承式转向架安装方式,由牵引逆变器控制供电。
3 牵引控制单元
牵引控制单元(DCU)采用无速度传感器矢量控制,主要对VVVF逆变器和牵引电机进行控制保护。牵引控制单元将列车控制的给定指令和控制指令转换成VVVF逆变器的控制信号,进行列车速度调节,逆变器脉冲模式产生,空转/滑行保护控制和故障诊断功能等。
3.1牵引控制单元概述
牵引控制单元由稳压电源、BIO基板、BUF基板、PWM基板构成。
3.2牵引控制单元(DCU)控制功能
DCU主要控制功能包括:
1) 对牵引系统的逻辑控制;
2) 列车速度调节、保护、逆变器脉冲模式的产生;
3) 对VVVF逆变器和牵引电机的控制及保护;
4) 电制动控制,对电制动进行调整、保护和逆变器脉冲模式的产生;
5) 粘着利用及空转/滑行保护控制;
6) 列车加减速冲击限制保护;
7) 故障诊断和记录功能。
牵引控制单元(DCU)标准监测图如图2所示。
4 结语
随着社会的飞速发展,对城市轨道交通车辆提出越来越高的要求,西安地铁 1 号线车辆采用设备集成度高、设计理念先进的牵引系统,研究该车辆电气牵引系统的性能和控制系统对以后车辆投入到实际运营具有较好的参考价值和使用指导,推动了城市轨道交通的发展。
参考文献
[1]冯江华,陈高华.大功率交流传动系统[J]. 机车电传动,2003(5):44-50
[2]王娟,谢谦,黄宪. 地铁车辆国产化探讨[J]. 铁道车辆,2003,41(8):25-28
[3]陈文光,丁荣军. 国产化北京地铁列车牵引电传动系统设计[J]. 机车电传动,2006(4):31-36